Física da Matéria Condensada

Objetivos do curso

Esta disciplina visa apresentar os conteúdos básicos e uma visão panorâmica da física da matéria condensada. Durante o curso serão discutidos aspectos teóricos e experimentais dos vários fenômenos estudados. Um dos focos do curso será mostrar como os conceitos fundamentais do eletromagnetismo, mecânica quântica e mecânica estatística são empregados para descrever propriedades dos sólidos.

Ao final do curso o aluno deverá ter o domínio das principais propriedades de metais, semicondutores e sistemas magnéticos. Além disto o aluno deverá ter entendido os aspectos microscópicos da teoria de elétrons fracamente interagentes em um potencial periódico e sua conexão com o mundo macroscópico.

 Ementa do curso

• Ligações cristalinas. 

• Estrutura cristalina, difração em cristais.  

• Propriedades elásticas, fônons e vibrações da rede cristalina.

• Metais: teoria do elétron livre, gás de Fermi.

• Teoria de bandas. Aproximação de ligações fracas e fortes. 

• Propriedades térmicas e de transporte.

• Semicondutores. 

• Propriedades magnéticas.

• Supercondutividade.

Notas de aula 

1. Ligações cristalinas. 

2. Estrutura cristalina

3. Espaço recíproco e difração.  

4. Propriedades elásticas, fônons e vibrações da rede cristalina.

5. Metais: teoria do elétron livre, gás de Fermi.

6. Teoria de bandas. Aproximação de ligações fracas e fortes. 

7. Propriedades térmicas e de transporte: teoria semiclássica.

8. Semicondutores. 

9. Propriedades magnéticas.

10. Supercondutividade.

     Apêndices    A: Relações matemáticas úteis
                            .B: Tópicos especiais

Listas de exercícios 

• Lista 1 - Coesão de sólidos [L01]

• Lista 2 - Estrutura de sólidos [L02]

• Lista 3 - Espaço recíproco e difração [L03}

• Lista 4 - Dinâmica da rede [L04]

• Lista 5 - Fônons [L05] 

• Lista 6 - Gás de elétrons [L06]

• Lista 7 - Elétrons fracamente ligados [L07]

• Lista 8 - Elétrons: ligações fortes [L08]

• Lista 9 - Dinâmica de elétrons [L09]

• Lista 10 - Transporte eletrônico  [L10]

• Lista 11 - Semicondutores [L11]

• Lista 12 - Magnetismo [L12]

• Lista 13 - Supercondutores [PDF] 

• Lista 14 - Tópicos especiais [PDF]

Bibliografia recomendada

1. Solid State Physics, N. W. Ashcroft e N. D. Mermin (Brook Cole, 1976).

2. Condensed Matter Physics, M. P. Marder (Wiley, 2010).

3. Introduction to Solid State Physics, C. Kittel (Wiley, 2004).

4. Solid State Physics: An Introduction to principles of material science, H. Ibach, 4a edição (Springer, 2009)

5. Principles of Condensed Matter Physics, P. M. Chaikin e T. C. Lubensky (Cambridge, 2000).